JPH04133067A - 静電潜像担持体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はコロナ放電に依らない帯電、露光、現像、クリ
ーニング等のプロセスを略同時に行うことができる電子
写真装置等に用いられる静電潜像担持体に関する。

［従来の技術１ 一般に電子写真装置としてはコロナ放電を利用したもの
が広く知られている。斯る電子写真装置は、感光体の周
囲にコロナ帯電、露光、現像、転写、除電、クリーニン
グなどを行わしめる部品を配置しなければならず、構造
が複雑になる難点があった。

このような問題点に鑑み、近年コロナ放電を用いない電
子写真プロセス、即ち内照式電子写真プロセスを用いた
電子写真装置が提案されている（例えば、画像電子学会
第１６巻第５号１９８７参照）。

第７図はこの新しく提案された装置の構成を示す模式図
である。静電潜像担持体４０の外周面上部に現像機構４
１を、また外周部下部に転写装置４２を配置すると共に
、静電潜像担持体４０の内側にＬＥＤアレイヘッド４３
を配置して構成されている。今少し詳しく説明すると、
静電潜像担持体４０はガラス製の円筒状透明支持基板４
０ａの外周に、透明電極４０ｂと感光部を構成する光導
電層４０ｃとを積層して構成され、上記透明電極４０ｂ
と現像機構４１を構成する磁極ローラ４＋ａとの間に２
０Ｖ程度の電位（Ｖ）が現像バイアスとして印加されて
いる。導電性トナーは磁極ローラ４１ａの外周に被せた
スリーブ４１ｂ周囲に吸着せしめられて所謂磁気ブラシ
が形成され、光導電層４０ｃの外周面に臨んでいる。

ここでこの導電性トナーを通して現像バイアスから光導
電層４０ｃへ電荷の注入が起こり、光導電層４０ｃは現
像バイアスと略同電位に帯電する。

一方、ＬＥＤアレイヘッド４３から投射された光像が円
筒状透明支持基板４０ａの内側から光導電層４０ｃに入
射せしめられて光導電層４０ｃに静電潜像が形成される
と、磁気ブラシから光導電層４０ｂの表面にトナーが吸
着されてトナー顕像が形成され、転写装置４２にて記録
紙４４に転写せしめられてゆくことになる。

静電潜像担持体４０表面の残留トナーが現像機構４１に
よる掃き取り力、及び磁極ローラ４１ａの磁力によって
除去される。従って静電潜像担持体４０に対する帯電、
露光、現像、クリーニングが現像機構４１とＬＥＤアレ
イヘッド４３によって略同時的に行われることとなり、
構成、並びに電子写真処理プロセスが大幅に簡略化され
る。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、この提案された内照式電子写真方式では、従
来の電子写真装置の感光部と異なり、感光部間を主に移
動するキャリアの極性が帯電極性とは反対になるため、
上記した構成の静電潜像担持体では鮮明な画像を得るこ
とが難しいのが現状である。

この発明は、上述した内照式電子写真方式に用いられる
Ｓｔ、Ｖ＊担持体の感度、画像濃度を高め、コントラス
トを良好にすることをその課題とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、透明支持体上に透明電極、ｌ型の非晶質半導
体からなる光導電層を含む感光部が積層して形成され、
外表面に接触させた磁気ブラシにて帯電せしめられ、前
記透明支持体側から入射した光にて静電潜像を形成する
静電潜像担持体であって、前記透明電極と光導電層との
間にｎまたはｐ型の非晶質半導体層からなる阻止層を設
けると共に、前記光導電層の外表面側にｐまたはｎ型の
非晶質半導体層からなる表面層を設け、表面電位のコン
トラストを大きくしたことを特徴とする。

［作用） この発明によれば、光電流を多く暗電流を少なくするこ
とができるので、表面電位の光減衰速度が大きくなると
共に、暗減衰が小さくなるので表面電位のコントラスト
が大きくなり、高感度且つ画像濃度が高くなる。

［実施例］ 以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。

第１図は本発明に係る静電潜像担持体の実施例を示す部
分断面構造図であり、第１図において、１１はガラス等
にて構成された透明支持体を示している。この透明支持
体１１上には、ＩＴＯｌＳｎＯ，等で構成された透明電
極１２が積層形成され、更にこの上にｎ型のアモルファ
スシリコンを主成分とする非晶質半導体層が設けられ、
この非晶質半導体層が阻止層Ｉ３として作用する。そし
て、この阻止層１３上に同じくアモルファスシリコンを
主成分とするｌ型の非晶質半導体からなる光導電層１４
が積層して形成され、この光導電層１４上にｐ型のアモ
ルファスシリコンを主成分とする表面層１５を積層して
、静電潜像担持体が形成される。そして、透明支持体１
１側から図示しないＬＥＤアレイヘッドの光２０が投射
される。

尚、阻止層１３、光導電層１４及び表面層１５夫々の水
素（ｌ（）含有量及びこれらによって構成される感光部
全体としてのＨ含有量は光導電性を高める観点からいず
れも１〜４０ａｔｍ％、望ましくは８〜３０ａｔｍ％と
じである。

又、上述の第１図の実施例においては、負帯電用の静電
潜像担持体を示し、正帯電用静電潜像担持体を構成する
場合には、阻止層１３と表面層１５の導電型を夫々逆の
導電型にするすなわち、阻止層１３をｐ型の非晶質半導
体で構成し、表面層１５をｎ型の非晶質半導体で構成す
れば良い。

而して、このように構成された本実施例に係る静電潜像
担持体にあっては、第２図に示すように透明電極１２と
磁気ブラシ２の磁極ローラ２ａとの間に２０Ｖ程度の現
像バイアス５０が印加される。そして、磁気ブラシ２に
よって光導電層１４の表面層１５が、例えば負帯電せし
められたとすると、これとは逆に透明電極１２の表面が
正帯電せしめられ、阻止層１３によって正、負の両電荷
は打ち消し合うことなくこの状態に維持される。

この状態でＬＥＤアレイヘッドによって透明支持体１１
側から光２０を投射すると、光は透明支持体＋１、透明
電極１２を透過して感光部を構成する光導電層Ｉ４に到
達し、この先エネルギによってこの光導電層１４内で、
電子と正孔が生成される。そして、発生した電子は正帯
電された透明電極１２側に、また正孔は負帯電された表
面層１５側に夫々走行することとなる。

このように、ＬＥＤアレイヘッドにより露光され、光導
電層１４に大針された光により、電子、正孔が生成され
、この電子、正孔と帯電された電荷とが打ち消され、静
電潜像が形成される。

次に、第１図及び第２図に示した本発明に係る静電潜像
担持体の製造方法について、第３図を参照して説明する
。

第３図は、本発明に係る静電潜像担持体を作成するため
の装置の模式図である。

第３図において、３１は密封容器を示している。

密封容器３１は両端部を閉鎖した中空の円筒形に構成さ
れており、内部には円筒形をなす放電電極３２を同心状
に配置し、これには高周波電源３３を接続しである。密
閉容器３１の底壁中央には軸３４が垂直に軸支され、軸
３４の下端にはモータ阿が、また上端には表面に透明電
極１２を付着せしめた透明支持体１１が同心状に装着せ
しめられており、内側に配したヒータ（図示せず）にて
加熱しつつ回転駆動せしめられるようになっている。

密閉容器３１には、メカニカルブースターポンプ３５、
ロータリポンプ３６が接続せしめられ、また多数の流量
設定器３７・・・を介して各種のガスタンクが並列的に
接続せしめられているい 各ガスタンクにはＮＨ，、ＰＨ，、ＳｉＨ，、Ｂ、　Ｈ
，、Ｈ４、ＣＨ，が収容されており、流量設定器３７・
・・にて所定量づつ密閉容器３１内に供給されてゆくよ
うになっている。

而して、表面に透明電極１２を形成した透明支持体Ｉｔ
を回転させつつこの回転体の内側のヒータにて２００〜
３００℃程度に加熱昇温させ、密閉容器３１内にＳｉＨ
，ガス、必要に応じて価電子制御を行う場合はＢ、　Ｈ
，、ＰＨ，等のガスを、更に希釈用ガスとしてＨ，ガス
を導入する。そして所定圧力に保持し、また透明支持体
１１表面の透明正極１２をアース電位とし、放電電極３
２に高周波電源３３から所定出力で１３゜５６ＭＨｚの
高周波（ＲＦ）を印加することによって、阻止層Ｉ３、
光導電層１４、表面層１５が作成される。

上述した製造方法により、作成される静電潜像担持体の
各層の具体的実施例を以下に述べる。

実施例１ 負帯電用静電潜像担持体であって、阻止層Ｉ３として、
アモルファスシリコンカーバイト（以下、ａ−３ｉＣと
略記する。）を用い基板からの正孔の注入阻止のために
ＰＨ，をドープし、ｎ型ａ−５ｉＣを形成す光導電層１
４は暗電流を低減させるため、できるだけ高抵抗のｉ型
のアモルファスシリコン（以下、ａ−５ｉと略記する。

）を形成する。通常上述した形成方法で１型のａ−５ｉ
を形成するとｎライクになるため、この実施例において
は、できる限りｉ型にするために微量のＢ、　Ｈ，をド
ープして形成する。

続いて、表面層１５としてａ−３ｉＣにＢ、　ｌ（、を
ドープし７、ｐ型ａ−５ｉＣを形成する。

第１表に上述した実施例の具体的な形成条件を示す。

（以下、余白） ［実施例１］ （以下余白） 第１表 第１の実施例のおいて、ｌ型の光導電層１４にドープす
るＢ、　Ｈ，の濃度を第１表に示すように変化させて、
第２図に示すように、バイアス電源５０と透明電極１２
間に電流計５１を設け、光が照射されていない時に流れ
る暗電流（Ｉｄ）及び光照射時に流れる光電流（Ｉｄ）
を測定した。また光が照射されない時の表面電位すなわ
ち暗電位（Ｖｄ）と光照射時の表面電位と暗電位（ｖｄ
）との差（△Ｖｐ）を測定した結果を第４図に示す。

但し、このときの阻止層１３としてのｎ型ａ−５ｉＣ層
のＰＨ，濃度、表面層１５としてのｐ型ａ−５ｉＣ層の
Ｂ。

Ｈ１濃度は夫々ｌｏｏｏｐｐｍであ番バ膜厚は５００人
である。

又、１型の光導電層１４の膜厚は４μｍである。

このようにして、静電潜像担持体を用いて画像を作成し
、これを調べた結果を第２表に示す。

第２表 前述したように、暗電流は小さく且つ光電流は大きい方
が良いことから、第４図に示すように、光導電層１４に
ドープするＢ、　Ｈ，濃度が１．５ｐｐｍ以下になると
急激に暗電流が増加するので、１．５ｐｐｍないし８．
０ｐｐｍ程度が好ましく、より好ましくは１．５ｐｐｍ
ないし４．　Ｏｐｐｍである。

また第２表より明らかなように画像濃度の面からも最適
な濃度はｌ　、　５ｐｐｍであることがわかる。

次に、第１の実施例において、阻止層１３としてのｎ型
ａ−５ｉＣ層のＰＨ，濃度、表面層１５としてのｐ型ａ
−３ｉＣ層のＢ、　Ｈ，濃度を第１表に示すように変化
させて、暗電流（Ｉｄ）及び光照射時に流れる光電流（
Ｉｐ）を測定した。また暗電位（Ｖｄ）と光照射時の表
面電位と暗電位（Ｖｄ）との差△Ｖｐを測定した結果を
第５図に示す。

但し、このときの１型の光導電層１４にドープするＢ、
　Ｈ，の濃度は１．５ｐｐｍであり、膜厚は４μｍであ
る。

又、ｎ型ａ−５ｉＣ層、ｐ型ａ−５ｉＣ層の膜厚は夫々
５００人である。

このようにして、静電潜像担持体を用いて画像を作成し
、これを調べた結果を第３表に示す。

第３表 ｎ型ａ−５ｉ層のＰ）（、濃度及びｐ型ａ−５ｉＣ層の
Ｂ、　Ｈ，濃度は前述したように、暗電流は小さく、光
電流は大きい方が良いので、第５図よりｌｏｏＯｐｐｍ
から４５００ｐｐｍ程度が好ましく、より好ましくは２
０００ｐｐｍないし３０００ｐｐｍである。

また第３表より明らかなように、画像濃度の面からも最
適な濃度は３０００ｐｐｍである。

更に、第１の実施例において、阻止層１３としてのｎ型
ａ−３ｉＣ層及び表面層１５としてのｐ型ａ−３ｉＣ層
の膜厚を第１表に示すように変化させて、暗電流（Ｉｄ
）及び光照射時に流れる光電流（Ｉｐ）を測定した。ま
た、暗電位（Ｖｃｌ）と光照射時の表面電位と暗電位（
Ｖｄ）との差△Ｖｐを測定した結果を第６図に示す。

但し、このときの１型の光導電層１４にドープするＢ、
　Ｈ，の濃度は１　、５ｐｐｍであり、膜厚は４μｍで
ある。

又、ｎ型ａ−５ｉＣ層のＰＨ，濃度、ｐ型ａ−５ｉＣ層
のＢ、　Ｈ。

濃度は夫々３０００ｐｐｍである。

このようにして、静電潜像担持体を用いて画像を作成し
、これを調べた結果を第４表に示す。

第４表 ところで、ｎ型又はｐ型のａ−５ｉＣ層は膜質が悪いの
で、阻止層１３及び表面層１５の膜厚は厚くなるほど抵
抗値が高くなるなど好ましくない。しかし、阻止層１３
はトンネリングの発生の防止から１００Å以下にはでき
ず、又、表面層１５は薄くすると静電潜像坦持体として
の強度が弱くなり、耐久性が落ちるので、これら膜厚に
も適した範囲がある。

第６図並びに第４表より膜厚は、暗電流および光電流も
考慮すると、１００人から８００人程度が好ましく、よ
り好ましくは１００人ないし５００人である。

また、第４表より明らかなように、画像濃度の面からも
最適な膜厚は３００人である。

次に本発明の他の具体的実施例について以下に説明する
。

実施例２ 負帯電用静電潜像担持体であって、阻止層１３として、
ａ−５ｉを用い、基板からの正孔の注入阻止のため濃度
２０００ｐｐｍのＰＩ−１，をドープし、膜厚５００人
のｎ型ａ−５ｉを形成する。

光導電層１４は実施例１と同じく１型のａ−５ｉに濃度
１．５ｐｐｍのＢ、　Ｈ，をドープさせる。尚、１型ａ
−５ｉの膜厚は４μｍである。

続いて、表面層１５としてａ−５ｉＣに濃度３０００ｐ
ｐｍのＢ、　Ｈ，をドープし、膜厚３００人のｎ型ａ−
５ｉＣを形成する。

実施例３ 負帯電用静電潜像担持体であって、阻止層１３として、
ａ−５ｉを用い、基板からの正孔の注入阻止のため濃度
２０００ｐｐｍのＰＨ，をドープし、膜厚８００人のｎ
型ａ−３ｉを形成する。

光導電層１４は実施例１と同じく濃度１．５ｐｐｍのＢ
、　Ｈ，をドープした膜厚４μｍの１型のａ−５ｉを形
成する。

続いて、表面層１５としてａ−３ｉに濃度２０００ｐｐ
ｍのＢ、Ｈ，をドープし、膜厚５００　Ａのｐ型ａ−５
ｉを形成する。

実施例４ 負帯電用静電潜像担持体であって、阻止層１３として、
ａ−３ｉＣを用い、基板からの正孔の注入阻止のため濃
度３０００ｐｐｍのＰＨ５をドープし、膜厚３００人の
ｎ型ａ−５ｉＣを形成する。

光導電層１４は１型のａ−ＳｉＣに濃度５ｐｐｍのＢ、
＋４．をドープし、膜厚４μｍのｌ型ａ−５ｉＣを形成
する。

続いて、表面層１５としてａ−ＳｉＣに濃度３０００ｐ
ｐｍのＢ、　Ｈ，をドープし、膜厚３００人のｐ型ａ−
３ｉＣを形成する。

実施例５ 正帯電用静電潜像担持体であって、阻止層１３として、
ａ−５ｉを用い、基板からの電子の注入阻止のため濃度
５００人のＢ、　Ｈ，をドープし、膜厚５００人のｐ型
ａ−３ｉを形成する。

光導電層１４はｌ型のａ−３ｉに実施例１と同じく濃度
］、５ｐｐｍのＢ、　Ｈ，をドープさせる。

続いて、表面層１５として窒化アモルファスシリコン（
以下、ａ−ＳｉＮと略記する。）に濃度３０００ｐｐｍ
のＰｌ」、をドープし、膜厚３００人のｎ型ａ−３ｉＮ
を形成する。

第５表−１ないし第５表−４に上述した構成例の具体的
な形成条件を示す。

上述した、各静電潜像担持体を用いて画像を作成し、こ
の画像濃度（ＩＤ）を測定した結果を第６表に示す。

（以下余白） 第６表 （ト）発明の詳細 な説明したように、この発明によれば、光電流を多く、
暗電流は少なくすることができるので、表面電位の光減
衰速度が大きくなると共に、暗減衰が小さくなるので表
面電位のコントラストが大きくなり、高感度且つ画像濃
度が高くなり、良好な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る静電潜像担持体の実施例を示す部
分断面図、第２図は本発明に係る静電潜像担持体を用い
た電子写真装置の要部断面図である。 第３図は本発明の静電潜像担持体を製造する製造装置を
示す模式図である。第４図はこの発明の実施例１におけ
る光導電層にドープするＢ、　Ｈ，濃度と画像特性の関
係を示す特性図、第５図はこの発明の実施例１における
阻止層並びに表面層にドープする不純物濃度と画像特性
の関係を示す特性図、第６図はこの発明の実施例１にお
ける明止層並びに表面層の膜厚と画像特性の関係を示す
特性図である。 第７図は従来の静電潜像担持体を用いたコロナ放電を利
用しない電子写真装置の模式図である。 １１・・・透明支持体、 １２・・・透明電極、　１３・・・阻止層、１４・・・
光導電層、　１５・・・表面層。 第 ■ 図 第２ 図 第４ 図 ２．０　４０　　６．０　　　＆、０ 光導電層のＥ３ｚＨ＋ｂＪ−羨 １０．０　（ＰＰ箱］ 第３図 第 図 ０　　１０００　２０００　３０ＣＸ）　　４（ＩＯ５
０００［ＰＰＴｎＪ倶４のＰＮ２濃度２表頭号の９２）
−１ｓＪ７も第 図 ２００　４００　６００　８００　１ｏｏｏｔｉ］徂と
盾７表ｉ層の月更季 手 続 補正 平成３年 書 ９月１１日 平成２年特許願第２５４６６５号 ４゜ 事件との関係　　特許出願人 名　称　（１８８）三洋電機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明支持体上に透明電極、ｉ型の非晶質半導体か
   らなる光導電層を含む感光部が積層して形成され、外表
   面に接触させた磁気ブラシにて帯電せしめられ、前記透
   明支持体側から入射した光にて静電潜像を形成する静電
   潜像担持体であって、前記透明電極と光導電層との間に
   ｎまたはｐ型の非晶質半導体層からなる阻止層を設ける
   と共に、前記光導電層の外表面側にｐまたはｎ型の非晶
   質半導体層からなる表面層を設け、表面電位のコントラ
   ストを大きくしたことを特徴とする静電潜像担持体。